三元鋰電池 低鈷很有戲
時間:2018-11-30 08:51來源:中國汽車報 作者:陶曉喆
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由于在礦石中檢測出過量放射性元素鈾，日前，國際礦業巨頭嘉能可決定暫停其位于剛果民主共和國(以下稱剛果(金))的鈷礦出口，導致國際鈷價反彈。IHS Markit市場咨詢機構預測，這將導致電池原材料價格迅速回升30%左右。
近年來，隨著全球電動汽車市場不斷升溫，三元鋰電池需求量大增。鈷是三元鋰電池中重要的正極材料之一，但資源稀缺，自2017年以來價格不斷攀升。一方面是鈷價不斷上漲，另一方面是補貼漸退，三元鋰電池正極材料“高鎳低鈷”成為必然的發展趨勢。繼松下和特斯拉研發低鈷電池之后，近日，化工巨頭巴斯夫和莊信萬豐表示，一項新的電池技術可以顯著降低鈷含量。
鈷價水漲船高供應難保障
在嘉能可宣布其位于剛果(金)的鈷礦因為鈾含量過高而暫停出口后，凱投宏觀調研公司隨即發布一份報告預測，這將使鈷價在2019年年中達到每噸7萬美元。
凱投宏觀一位分析師指出：“鑒于這一事件的進展，我們正提高對鈷價的短期預測。到明年年中之前，鈷市場將比我們預期的更為緊張。”凱投宏觀預計鈷價將進一步走高，到2020年底將達到每噸8萬美元，主要得益于電池需求的增長。
今年迄今為止，嘉能可在其位于剛果(金)的礦山共生產了2.57萬噸鈷。今年7月，該公司曾表示預計到2019年第一季度末，其年產量將達到4萬噸。這個數字占全球總產量的1/3。剛果(金)生產的鈷占全球總產量60%以上，這一比例將在未來5年繼續上升。
降低三元電池中的鈷含量將有助于減少對剛果(金)鈷礦的依賴。剛果(金)政局動蕩，且該國存在非法使用童工和采礦工作環境惡劣等商業道德問題，也讓跨國公司十分頭疼，包括與當地有業務往來和商業關系的寶馬和大眾汽車集團等汽車制造商。目前，上述涉事跨國公司的供應鏈端正在受到本國監管部門的嚴格審查。
從20%到10%再到4%
隨著新能源汽車在全球多個地區方興未艾，鈷的采購價格攀升，成為新能源汽車發展的掣肘。多家汽車廠商以及電池企業都在研發新技術，試圖降低鈷在三元鋰電池材料中的比例。
目前，市場上三元鋰電池正極材料鎳鈷錳/鋁的比例多為5:2:3或者6:2:2。業內人士指出，未來三元鋰電池正極材料鎳鈷錳/鋁的比例將朝著8:1:1方向發展。
近日，美國麻省理工大學博士、科技型創業者肯納·沙辛表示，他和其研發團隊開發了鋰離子電池的創新技術，該技術可以減少鋰離子電池中鈷元素的含量。他發明的新材料可將鋰電池正極中鈷的占比從近20%降至4%，從而使電動汽車的成本大幅下降。
據肯納·沙辛稱，其研發的鋰離子電池技術可以在未來幾年內提升電動汽車的性能。上述技術創新的主要特點是減少了對鈷元素的使用，因此可以降低成本以及對該元素的依賴。據了解，肯納·沙辛的創新技術，主要通過將鈷元素插入電池正極化學結構內的特定空間，以減少該元素的使用。
如果這一技術得到認可和大規模使用，不僅可以提高電動汽車的性能，同時也能緩解對鈷元素的需求依賴。目前，巴斯夫和莊信萬豐都在采用肯納·沙辛團隊提供的電池技術。肯納·沙辛的新發明可用于多種類型的鎳基電源組，據悉，該技術已在美國、歐盟、中國和日本等主要電池制造市場獲得專利。
特斯拉、松下致力于無鈷化
實際上，早在今年7月，特斯拉與其電池供應商松下就曾表示，已經成功研發出新型動力電池，在原材料配比上能夠將鈷含量減半，相比當前的電池技術將大幅縮減制造成本。松下預計，該技術將在未來2～3年內在量產車中應用。
在最近的技術成果中，松下將三元鋰電池內鎳鈷鋁正極材料中的鈷含量減少至10%，并進一步縮減了成本。松下方面也表示會在經過嚴格的評估過程后再推行量產計劃。松下汽車電池業務負責人田村健二表示：“我們已經大幅降低了鈷的使用量，并希望在不久的將來推出無鈷電池，目前研發已在進行中。”
特斯拉方面表示，其最新車型Model 3采用的電池在減少鈷含量以及增加鎳成分的基礎上，依然能夠實現優異的熱穩定性。今年6月，時任特斯拉首席執行官的馬斯克還表示：“我們認為可以將電池中的鈷含量降至零。”
特斯拉減少電池中鈷的使用量，有利于其控制電池總成本。馬斯克曾表示，該公司的目標是到2019年將每千瓦時電池包的成本降至100美元以下。而彭博新能源財經此前曾預計，在2025年前，電池包的單體均價不會降至100美元以下。如果特斯拉能做到這一點，它將比行業基準提前數年。在電池成本上保持優勢，對于特斯拉而言非常重要。
(責任編輯：子蕊)
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